HRTIMofSTM32

前言：就在去年（2019年），ST公司推出了一个全新的控制器系列——G4。该系列主打方向为电源和驱动类电路控制，笔者好奇的发现STM32G474这个产品线，相对其他的控制器一大亮点为——超高精度定时器（High-resolution Timer）。具有184ps的定时精度！

HRTIM框图

亮点特性

• 184ps定时精度
• 12路输出（6个定时器单位，每单位两路）
• 可触发内部模拟外设（ADC、DAC、比较器）
• 对偶信号可插入死区时间（735ps精度）
• 支持突发模式（DCDC转换器轻载模式）

主要实例

主定时器（master timer）

该定时器的主要设计目的是（需要的时候）同步控制6个定时器实例，或者通过复位输出来间接控制实例

• 16位计数器
• 通过比较器复位12路输出的任何一路

定时器（timer A~F）

HRTIM共有6个相同的定时器，每个实例框图如下：

每个实例都有：

• 一个16位向上计数器
• 4个比较器
• 2个捕获器

当计数器计满时，可触发：

• 改变输出
• DMA
• IRQ（中断）
• ADC
• 其他定时器

时钟

上图给出了STM32G474的时钟树组织结构，可见HRTIM的时钟源和系统内核一样高达170MHz

$$
f_{HRTIM} \le 170MHz
$$

该时钟送入HRTIM后会按照初始化指令进行倍频或分频作为定时器的内部工作时钟，最大可32倍频

$$
f_{HRCK}=170MHz \times 32 = 5.44GHz
$$

辅助时钟

• 死区时钟
  $$
  f_{DTG}=\frac{f_{HRTIM}\times 8}{2^{DTPSC}}
  $$
• 突发模式时钟

  该时钟可以由多个源提供

• 错误输入采样时钟
• 外部事件采样时钟

死区时间插入

对于这款主打功率驱动的芯片来说，很贴心的提供了死区时间插入的功能

TIPS：在MOS半桥驱动技术中，没有死区时间直接炸管🔥那么这款定时器提供的互补PWM也没啥用了

并且很贴心地提供了多种死区时间的工作模式，使得灵活性更强，场景适用更多

死区时间由寄存器DTFx和DTRx决定，当然对于使用CubeMX和HAL库开发的笔者并不在意用了哪些寄存器

$$
t_{DT}=\pm DTx[8:0]\times t_{DTG} \\
t_{DTG}=2^{DTPRSC[2:0]}\times\frac{t_{HRTIM}}{8}
$$

最后⚡也要注意死区时间在极小或极大占空比情况下，可能带来错误的输出。如下图，由于占空比过大，死区时间带来了同时截止和同时导通的意外情况！

所以在半桥驱动PWM的程序中，一般要设置最低和最高输出占空比阈值